струму
Перетворювач змінної напруги та струму складається з трьох операційних підсилювачів: прецизійний, логаріфмірующій і потенціюючий.
Прецизійний випрямляч. Напівпровідникові діоди непридатні для випрямлення сигналів амплітудою менше 1 В, так як для отримання помітною провідності на кремнієві діоди потрібно подати зсув приблизно 0.7 В, а на германієві - близько 0.4 В. Застосування ОУ дозволяє отримувати випрямлячі, добре працюють з сигналами до 1 мВ. Схема однополупериодного випрямляча наведена на рис.1а.
Рис. 1. Однополуперіодний випрямляч
Епюри напруг, показані на рис. 1б, пояснюють роботу схеми. При позитивному вхідному сигналі струм тече через діод D 1, а при негативному - через діод D 2. Коефіцієнт передачі U + виx / U вx дорівнює - 1 для негативної напівхвилі на вході, дорівнює 0 для позитивною. Від характеристик діодів якість випрямляча практично не залежить, від них вимагається тільки малий зворотний струм.
Для двухполупериодного випрямлення потрібно ще один ОУ для отримання суми {U вx + 2 * U + виx} (див. рис. 1б).
Логарифмічний підсилювач (ЛУ). Для отримання логарифмічною залежності U вих ~ lg (U вх) в ланцюг ОС вводять нелінійний елемент - діод або біполярний транзистор (рис.2).
Рис. 2. Логаріфмірующій (а) і потенціюючий (б) підсилювачі.
Струм, що протікає в ланцюзі ОС, при I вх=0, дорівнює колекторному току транзистора і визначається рівністю
де I K0 - тепловий струм pn переходу (зворотний струм колектора), U ЕБ - напруга на переході емітер-база, k - постійна Больцмана, Т - температура в градусах К, q - заряд електрона,?- постійна рекомбінації. Величина? kT / q =? T називається температурним потенціалом; (? T? 26 мВ для германію,? T? 30 мВ для кремнію. Для більшості транзисторів малої потужності I K0 <10 - 8 А.
З урахуванням U ЕБ> 30 мВ, I K0 << I k з (4) слід
Потенціюють підсилювач виходить, якщо резистор і транзистор в ланцюзі ОС поміняти місцями (рис.2б). Всі розрахунки аналогічні.
Так як ЛУ часто застосовуються для розширення діапазону вимірюваних струмів (для схеми рис. 9а цей діапазон становить 9 декад 10 - 12 A
За допомогою ЛУ можна зводити в довільну ступінь і перемножать аналогові сигнали. Точність ЛУ невелика - декілька відсотків. Схеми рис. 2 працюють тільки з однополярним сигналами.
Для того щоб поліпшити параметри перетворювача передбачені регулювальні потенціометри:
Резистором R8 встановлюється нульова напруга на виході перетворювача (закорочений U? з нульовою клемою)
Резисторами R12, R22 проводиться налаштування формувача згідно вище наведеною формулою перетворювача (зміщення TV1-R12, а ООС TV1 і TV4 - R22).
Резистором R17 регулюється логаріфмірующій підсилювач (на вхід вольтметра подається U?=2В і потенціометром налаштовується показання вольтметр...
